A. 如何核算煤矿排污费
排污费主要有：污水、废气、噪声、固废四个方面组成，看你的煤矿涉及到哪几个方面的，加起来就是你要缴纳的排污费。比如：你排放污水和固体废弃物 那你的排污费就是污水排污费加上固废排污费。具体的计算方法见下面的：
1 排污费征收标准及计算方法
一、污水排污费征收标准及计算方法
（一）污水排污费按排污者排放污染物的种类、数量以污染当量计征，每一污染当量征收标准为0.7元。
（二）对每一排放口征收污水排污费的污染物种类数，以污染当量数从多到少的顺序,最多不超过3项。其中，超过国家或地方规定的污染物排放标准的，按照排放污染物的种类、数量和本办法规定的收费标准计征污水排污费的收费额加一倍征收超标准排污费。
对于冷却水、矿井水等排放污染物的污染当量数计算，应扣除进水的本底值。
（三）、水污染物污染当量数计算
1、一般污染物的污染当量数计算
某污染物的污染当量数＝该污染物的排放量(千克)/该污染物的污染当量值(千克)
一般污染物的污染当量值见表1和表2。
2、PH值、大肠菌群数、余氯量的污染当量数计算
某污染物的污染当量数＝污水排放量(吨)/该污染物的污染当量值(吨)
3、色度的污染当量数计算
色度的污染当量数＝污水排放量(吨)×色度超标倍数/色度的污染当量值(吨·倍)
PH值、色度、大肠菌群数、余氯量的污染当量值见表3。
PH值、色度、大肠菌群数、余氯量不加倍收费。
4、禽畜养殖业、小型企业和第三产业的污染当量数计算
污染当量数＝污染排放特征值/污染当量值
禽畜养殖业、小型企业和第三产业的污染当量值见表4。
（四）排污费计算
1、污水排污费收费额=0.7元×前3项污染物的污染当量数之和
2、对超过国家或者地方规定排放标准的污染物，应在该种污染物排污费收费额基础上加1倍征收超标准排污费。
表1 第一类水污染物污染当量值
污染物 污染当量值(千克)
1.总汞 0.0005
2.总镉 0.005
3.总铬 0.04
4.六价铬 0.02
5.总砷 0.02
6.总铅 0.025
7.总镍 0.025
8.苯并(a)芘 0.0000003
9.总铍 0.01
10.总银 0.02
表2 第二类水污染物污染当量值
污染物 污染当量值(千克)
11.悬浮物(SS) 4
12.生化需氧量(BOD5) 0.5
13.化学需氧量(COD) 1
14.总有机碳（TOC） 0.49
15.石油类 0.1
16.动植物油 0.16
17.挥发酚 0.08
18.总氰化物 0.05
19.硫化物 0.125
20.氨氮 0.8
21.氟化物 0.5
22.甲醛 0.125
23.苯胺类 0.2
24.硝基苯类 0.2
25.阴离子表面活性剂(LAS) 0.2
26.总铜 0.1
27.总锌 0.2
28.总锰 0.2
29.彩色显影剂(CD-2) 0.2
30.总磷 0.25
31.元素磷(以P计) 0.05
32.有机磷农药(以P计) 0.05
33.乐果 0.05
34.甲基对硫磷 0.05
35.马拉硫磷 0.05
36.对硫磷 0.05
37.五氯酚及五氯酚钠(以五氯酚计) 0.25
38.三氯甲烷 0.04
39.可吸附有机卤化物(AOX)(以Cl计) 0.25
40.四氯化碳 0.04
41.三氯乙烯 0.04
42.四氯乙烯 0.04
43.苯 0.02
44.甲苯 0.02
45.乙苯 0.02
46.邻－二甲苯 0.02
作者：麦田里的晗晗 2007-9-22 10:25 回复此发言
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2 排污费征收标准及计算方法
47.对－二甲苯 0.02
48.间－二甲苯 0.02
49.氯苯 0.02
50.邻二氯苯 0.02
51.对二氯苯 0.02
52.对硝基氯苯 0.02
53.2.4－二硝基氯苯 0.02
54.苯酚 0.02
55.间－甲酚 0.02
56.2.4－二氯酚 0.02
57.2.4.6-三氯酚 0.02
58.邻苯二甲酸二丁脂 0.02
59.邻苯二甲酸二辛脂 0.02
60.丙烯腈 0.125
61.总硒 0.02
说明：1.第一、二类污染物的分类依据为《污水综合排放标准》(GB8978-1996)。
2.同一排放口中的化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD5）和总有机碳（TOC），只征收一项。
表3 PH值、色度、大肠菌群数、余氯量污染当量值
污染物 污染当量值
1.PH值
1.0-1, 13-14 0.06吨污水
2.1-2, 12-13 0.125吨污水
3.2-3, 11-12 0.25吨污水
4.3-4, 10-11 0.5吨污水
5.4-5, 9-10 1吨污水
6.5-6, 5吨污水
2.色度 5吨水·倍
3.大肠菌群数(超标) 3.3吨污水
4.余氯量(用氯消毒的医院废水) 3.3吨污水
说明:1. 大肠菌群数和总余氯只征收一项。
2、PH5-6指大于等于5，小于6；PH9－10指大于9，小于等于10，其余类推。
表4 禽畜养殖业、小型企业和第三产业污染当量值
类型 污染当量值
禽畜养殖场
1.牛 0.1头
2.猪 1头
3.鸡、鸭等家禽 30羽
4.小型企业 1.8吨污水
5.饮食娱乐服务业 0.5吨污水
6.医院 消毒 0.14床
2.8吨污水
不消毒 0.07床
1.4吨污水
说明: 1.本表仅适用于计算无法进行实际监测或物料衡算的禽畜养殖业、小型企业和第三产业等小型排污者的污染当量数。
2.仅对存栏规模大于50头牛、500头猪、5000羽鸡、鸭等的禽畜养殖场收费。
3．医院病床数大于20张的按本表计算污染当量。
二、废气排污费征收标准及计算方法
（一）废气排污费按排污者排放污染物的种类、数量以污染当量计算征收，每一污染当量征收标准为0.6元。
其中，二氧化硫排污费，第一年每一污染当量征收标准为0.2元，第二年(2004年7月1日起)每一污染当量征收标准为0.4元，第三年(2005年7月1日起)达到与其它大气污染物相同的征收标准，即每一污染当量征收标准为0.6元。氮氧化物在2004年7月1日前不收费，2004年7月1日起按每一污染当量0.6元收费。
(二)北京市二氧化硫排污费仍按经国务院同意，1999年国家计委批准的收费标准执行，即高硫煤每公斤二氧化硫排污费1.20元，低硫煤每公斤二氧化硫排污费0.50元。2005年7月1日起，低硫煤二氧化硫排污费标准为每一污染当量0.6元。
本办法实施前两年，杭州、郑州和吉林三个城市的二氧化硫排污费标准，按当地人民政府批准的总量排污收费标准执行，即杭州、吉林二个城市的二氧化硫排污费标准为每一污染当量0.6元，郑州市 二氧化硫排污费标准为每一污染当量0.5元 。2005年7月1日起，三个城市的二氧化硫排污费标准均按本办法规定执行。
（三）对每一排放口征收废气排污费的污染物种类数，以污染当量数从多到少的顺序,最多不超过3项。
（四）大气污染物污染当量数计算
某污染物的污染当量数＝该污染物的排放量(千克)/该污染物的污染当量值(千克)
作者：麦田里的晗晗 2007-9-22 10:25 回复此发言
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3 排污费征收标准及计算方法
大气污染物污染当量值见表5
（五）排污费计算
废气排污费征收额=0.6元×前3项污染物的污染当量数之和
表5 大气污染物污染当量值
污染物 污染当量值（千克）
1．二氧化硫 0.95
2．氮氧化物 0.95
3．一氧化碳 16.7
4．氯气 0.34
5．氯化氢 10.75
6．氟化物 0.87
7．氰化氢 0.005
8．硫酸雾 0.6
9．铬酸雾 0.0007
10.汞及其化合物 0.0001
11.一般性粉尘 4
12.石棉尘 0.53
13.玻璃棉尘 2.13
14.碳黑尘 0.59
15.铅及其化合物 0.02
16.镉及其化合物 0.03
17.铍及其化合物 0.0004
18.镍及其化合物 0.13
19.锡及其化合物 0.27
20.烟尘 2.18
21.苯 0.05
22.甲苯 0.18
23.二甲苯 0.27
24.苯并(a)芘 0.000002
25.甲醛 0.09
26.乙醛 0.45
27.丙烯醛 0.06
28.甲醇 0.67
29.酚类 0.35
30.沥青烟 0.19
31.苯胺类 0.21
32.氯苯类 0.72
33.硝基苯 0.17
34.丙烯腈 0.22
35.氯乙烯 0.55
36.光气 0.04
37.硫化氢 0.29
38.氨 9.09
39.三甲胺 0.32
40.甲硫醇 0.04
41.甲硫醚 0.28
42.二甲二硫 0.28
43.苯乙烯 25
44.二硫化碳 20
（六）对难以监测的烟尘，可按林格曼黑度征收排污费。每吨燃料的征收标准为：1级1元、2级3元、3级5元、4级10元、5级20元。
三、固体废物及危险废物排污费征收标准
（一）对无专用贮存或处置设施和专用贮存或处置设施达不到环境保护标准（即无防渗漏、防扬散、防流失设施）排放的工业固体废物，一次性征收固体废物排污费。每吨固体废物的征收标准为：冶炼渣25元、粉煤灰30元、炉渣25元、煤矸石5元、尾矿15元、其它渣（含半固态、液态废物）25元。
（二）对以填埋方式处置危险废物不符合国家有关规定的，危险废物排污费征收标准为每次每吨1000元。
危险废物是指列入国家危险废物目录或者根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的具有危险特征的废物。
四、噪声超标排污费征收标准
对排污者产生环境噪声，超过国家规定的环境噪声排放标准，且干扰他人正常生活、工作和学习的，按照超标的分贝数征收噪声超标排污费,征收标准见表6。
表6 噪声超标排污费征收标准
超标分贝数 收费标准（元／月）
1 350
2 440
3 550
4 700
5 880
6 1100
7 1400
8 1760
9 2200
10 2800
11 3520
12 4400
13 5600
14 7040
15 8800
16及16以上 11200
说明:1.一个单位边界上有多处噪声超标，征收额应根据最高一处超标声级计算,当沿边界长度超过100米有二处及二处以上噪声超标,则加1倍征收。
2.一个单位若有不同地点的作业场所，收费应分别计算、合并征收。
3.昼、夜均超标的环境噪声，征收金额按本标准昼、夜分别计算，累计征收。
4.声源一个月内超标不足十五天的，噪声超标排污费减半征收。
5.夜间频繁突发和夜间偶然突发厂界超标噪声排污费，按等效声级和峰值噪声两种指标中超标分贝值高的一项计算排污费。
6.一个工地同一施工单位多个建筑施工阶段同时进行时，按噪声限值最高的施工阶段计收超标噪声排污费。
7.本标准以每分贝为计征单位，不足一分贝的按四舍五入原则计算。
8、对农民自建住宅不得征收噪声超标排污费。
B. 地下水资源保护与利用
焦作市地处豫西北，北依太行，南临黄河，总面积6014km2，全区总人口348万，有煤炭、石灰石、铝土及铁矿石等矿产资源，工业以电力、化工、机械和煤炭为主，目前已发展成为以能源化工为主的新兴工业城市。焦作矿区工农业和生活用水，主要依靠地下水。焦作地区的地下水天然补给资源量为10.583m3/s，其中喀斯特水补给量为8.86m3/s，孔隙水补给量为1.723m3/s。
一、地下水资源开发利用现状
焦作市地下水资源由喀斯特水、孔隙水组成，且以喀斯特水为主，喀斯特水资源约占全部地下水资源85%左右。焦作矿区山前地区是九里山泉域喀斯特水的集中排泄区，地下水资源极为丰富。近年来，随着城市及工农业的发展及煤矿区的大量开采，在局部地段出现了小范围的降落漏斗，地下水位呈现明显下降的趋势。尽管如此，降落漏斗范围及漏斗中心水位稳定，多年来地下水位基本上处于动平衡状态，在丰水期、丰水年因地下水位回升，降落漏斗范围缩小乃至消失［4］。
目前人工开采已成为孔隙水、喀斯特水的主要排泄方式。地下水的开采方式有厂矿自备水源地（井）集中和分散式开采、焦作市自来水公司水源地集中开采、矿井排水和农业零星分散式开采。
1.自备水源地（井）开采地下水状况
1994年全市共有自备井234眼，年开采地下水量6347.86×104m3，平均2.013m3/s。其中全年开采孔隙地下水1939.36×104m3，平均0.615m3/s；喀斯特地下水4408.50×104m3，平均1.4000m3/s。1994与1993年相比减少了5.77%，1993年自备井开采地下水量6736.86×104m3。自备水源井除焦作电厂、中州铝厂、焦作铝厂、热电厂、焦作市水泥厂、化工一厂、造纸厂等厂矿企业属井群开采地下水外，其余多属零星分散式开采，且多以喀斯特水做供水水源。
（1）孔隙水开采量：受气候及人工开采双重因素影响，近年来焦作市区内孔隙水位呈下降趋势，焦作市区南部形成了孔隙水水位下降漏斗，且水质变差。为改善这一状况，自1990年开始对孔隙水的开采进行了限制，自备井开采量有所下降。1992年降至1466×104m3，1993年有所增加，达1765×104m3，1990年自备井开采孔隙水1991×104m3。1994年孔隙水开采量为1989.36×104m3，比1993年增加了173.86×104m3。自备井地下水开采总量年际变化较大，月最大采量为566.092×104m3（7月），月最低开采量为484.562×104m3（12月）。
（2）喀斯特水的开采量：焦作市喀斯特水资源丰富，水质好，是城市工业及居民生活的最佳供水水源。焦作市区各用水大户多开采喀斯特水。1994年自备井共开采喀斯特水4408.50×104m3，占自备井开采地下水总量的70%。1993年自备井开采喀斯特地下水4972.31×104m3，1994年与1993年大致相同。
2.焦作市自来水公司开采地下水状况
焦作市自来水公司现有6座水厂，其中第一水厂、第四水厂开采喀斯特地下水，第二水厂由新东公司（矿井排水）和焦作电厂岗庄自备水源联合供水，第三水厂由焦西公司（矿井排水）和东小庄水源地（开采喀斯特水）联合供水。焦作市自来水公司开采地下水的水源地只有第一水厂、第四水厂、东小庄水源地（岗庄水源地因属焦作电厂自备水源地，未计入其中）共三处。1994年焦作市自来水公司总供水量5425.74×104m3，其中地下水开采量2071.68×104m3，占总供水量的38.2%。
第一水厂位于焦作市中心新华街，利用已报废的2号、3号矿井供水，与1993年的142×104m3相比，增加了160.53×104m3，1994年共开采喀斯特地下水310.53×104m3，全年平均开采量0.0985m3/s。
第四水厂位于焦作市区北部近山前地带，现有开采井22眼。该水厂是焦作市自来水公司以地下水做水源的主要供水水源地，占焦作市自来水公司开采地下水总量的53.68%，占焦作市自来水公司总供水量的20.46%。1994年全年共开采喀斯特水1112×104m3，平均0.3527m3/s。
东小庄水源地位于焦作市区西部东小庄，现有开采井19眼，全年开采喀斯特地下水649.00×104m3，平均0.2058m3/s，比去年增加了15.89%左右。
3.矿井排水及利用
（1）矿井排水：分为焦东矿区和焦西矿区两部分。
焦东矿区的演马庄矿、九里山矿井排水量居各矿之首，多年来矿井排水量一直超过1.0m3/s。相比之下，中马村矿、小马村矿、冯营公司、方庄矿等矿井，矿井水文地质条件相对简单，矿井排水量小。1994年焦东矿区内的7个矿井，年平均排水量总计为3.3778m3/s，与1993年以前相比，略有下降。焦东矿区矿井排水总量季节变化不明显，相对稳定。
1994年焦东矿区内的演马庄矿矿井排水量仍居各矿之首，为1.0847m3/s，该矿近年来发生2次恶性煤层底板突水灾害，矿井排水量比较稳定。九里山矿井排水量平均为0.7903m3/s，该矿由于对煤层底板突水点进行了注浆堵水和工作面煤层底板注浆改造，因此自5月份起矿井排水量有所减小。其他矿如韩王公司、冯营公司、小马村矿、中马村矿等矿井，排水量比较稳定，多年变化不明显。1994年韩王公司矿井平均排水量为0.3840m3/s，冯营公司为0.3098m3/s，小马村矿为0.1248m3/s，中马村矿为0.6535m3/s，位村矿为0.0307m3/s。
焦西矿区的王封公司由于矿井关闭停产，矿井排水量呈下降并逐步稳定趋势，平均排水量1989年为1.50m3/s，1990年为1.26m3/s，1991年为1.02m3/s，1994年为1.0915m3/s。王封公司矿井排水量年内变化比较明显，月最高排水量1.1605m3/s，月最低排水量1.0182m3/s。焦东公司矿井排水量因矿井报废，矿井排水量呈下降至逐步稳定趋势。1991年为0.38m3/s，1992年为0.35m3/s，1994年则降为0.3033m3/s。朱村矿矿井排水量相对较大，并呈逐年增加趋势。1990年为0.80m3/s，1991年增至0.84m3/s，1994年则增至0.9013m3/s。1994年焦西公司矿井排水量是0.5970m3/s，与1993年相比，略有增加。焦西矿区的焦东公司、王封公司已经关闭停止采煤，没有开采新的工作面，整个矿区矿井排水量呈逐年减少并趋于稳定的状况，原煤层底板突水点已经作为供水井水源。1989年平均排水量3.25m3/s，1990年减至3.09m3/s、1991年进一步减至2.85m3/s，1994年略有增加，达2.8931m3/s。
（2）矿井水利用情况：目前，焦作市地下水开采的主要方式是矿井排水及农业灌溉利用，矿井排水量6.2707m3/s，综合利用矿井排水是开发利用地下水的有效途径。焦作市矿井水的利用有3个方面：
一是焦作市自来水公司利用矿井水情况。焦作市自来水公司所属的第五、第六水厂全部以矿井水做供水水源，第二、第三水厂部分利用的矿井水做供水水源。1994年，焦作市自来水公司四座水厂累计用矿井水3363.04×104m3，占焦作市自来水公司总供水量的61.8%。
第二水厂位于焦作市东北部，以焦东公司井排水做供水水源，1993年供水量1456×104m3，1994年供水量1571.66×104m3，较1993年略有增加。由于焦东公司已经关闭，矿井水的利用量一定会受到限制，目前，第二水厂正在建设新的水源地。
第三水厂位于解放西路，主要利用焦西公司矿井排水，1993年供水量1821×104m3，1994年为1288.50×104m3，较1993年相比减少了532.5×104m3。
第五水厂位于焦作市马村区，利用中马村矿矿井水作为供水水源供给马村区居民生活用水。1993年供水量239×104m3，1994年为297.68×104m3，比1993年增加了24.55%。
第六水厂位于焦作市中站区，利用李封公司矿井排水向焦作市中站区供水，1993年总供水131×104m3，1994年为196.2×104m3，较1993年增加了49.79%。
1994年焦作市自来水公司各水厂利用矿井总计达3363.04×104m3，全年平均1.0664m3/s。1993年矿井利用量3570×104m3，1994年较1993年减少了206.96×104m3。
二是焦作煤业集团公司各矿自用矿井水量。焦作煤业集团公司的朱村矿、九里山矿和演马庄矿，生产及生活用水全部或部分依赖矿井水做水源，据1994年调查，各矿利用矿井水量为0.282m3/s。
三是焦作市农业灌溉引用矿井排水。矿井排水除部分被焦作市自来水公司及焦作煤业集团公司各矿及焦作电厂、焦作市化工三厂等厂矿利用外，剩余部分经河渠排出矿外。流出矿外的矿井排水部分做为区内农田灌溉的水源，剩余部分则流出矿区。据河南省焦作市水利局资料，1994年焦东灌区和焦西灌区共利用矿井水1971.0×104m3，平均0.625m3/s。经过综合计算，矿井水利用总量平均为1.973m3/s，占矿井排水总量的31.47%。因而，矿井水资源利用程度较低。
4.焦作市农业开采地下水量
焦作市现有耕地面积16.7万亩，其中井灌面积6.7万亩，据河南省焦作市水利局资料，1994年农作物灌溉7次，灌水定额一般为75m3/亩次，由此算得1994年焦作市区各乡农业开采孔隙水3517.5×104m3，平均1.1154m3/s。加上焦作市修武县境内方庄乡、周庄乡、李万乡和五里源乡孔隙水农灌开采量0.7746m3/s，全区农业共开采浅层地下水平均1.89m3/s。
5.焦作市全区地下水开采总量
综合上述各项，1994年全区工农业生产及生活共开采地下水14379.73×104m3，平均4.56m3/s，其中开采喀斯特水6480.07×104m3，平均2.055m3/s，开采浅层孔隙水7899.66×104m3，平均2.505m3/s，焦作市自来水公司开采喀斯特水2071.68×104m3，平均0.6569m3/s，自备井开采地下水总计6347.86×104m3，平均2.013m3/s，农业灌溉开采浅层孔隙水5960.30×104m3，平均1.89m3/s（表3-18）。
表3-18 1993、1994年地下水排泄量 （单位：1000m3）
二、影响焦作地区地下水资源的主要因素
1.地下水补给量减小和排泄量增大
焦作地区除矿井排水和地下水污染严重影响着地下水资源外，地下水主要接受大气降水入渗和河流渗漏补给。因此，降水量和河流流量的大小是影响地下水资源的直接因素。
降水量的大小直接影响着地下水资源量，降水入渗是焦作地区地下水的主要补给源。自新中国成立以来，随着工农业的快速发展，地下水的开采量愈来愈大，地下水位愈来愈低，地表水资源枯竭，河流断流等，破坏水循环系统比较严重，大气降水量趋于下降趋势。1952～1964年平均降水量为826.1mm，1965～1977年平均降水量为681.56mm，1978～1982年平均降水量为662.55mm，1982～1988年平均降水量为642.4mm，1989年以来降水量一直偏低，影响了地下水资源的补给比较严重。
焦作市地下水位下降表现为4个阶梯，1952～1964年为第一阶梯，地下水位105m，1965～1977年为第二阶梯，地下水位91～98m，1978～1988年为第三阶梯，地下水位85～92m，1982年以来为第四阶梯，地下水位72～89m。主要原因为由于降水量的减小和开采量的增大，其地下水位与降水量和开采量关系见图3-36。
图3-36 地下水位与降水量和开采量关系图
丹河、西石河、山门河、纸坊沟、新河和翁涧河均为流经焦作矿区的河流，由于地表喀斯特发育，河流渗漏量比较大。例如，1994年对丹河480电厂至后陈庄段，取3个断面分枯水期、丰水期两次实测丹河流量，480电厂至后陈庄段河流漏失量平均为1.7338m3/s。近十几年来除丹河渗漏补给地下水外，尽管丹河流量也在逐年减小，新河和翁涧河为排污河，其他河流均已断流，因此，总的来说河流渗漏量也在减小。
焦作矿区所采煤层为石炭系、二叠系煤层，其直接充水水源主要为石炭系薄层灰岩，底部奥陶系灰岩喀斯特水间接充水水源，该层富水性好，补给水量大，严重威胁着煤炭的安全生产。为此对石炭系薄层灰岩进行疏水降压排水，对O2灰岩采取断层防水煤柱，实施“立足矿井、以防为主、疏堵结合、分类治理”的防治水方针。随着开采深度的增加，石炭系薄层灰岩煤层底板突水频率增高，O2灰岩水参与发生恶性煤层底板突水，排水量也越来越大，从用水角度来看，O2灰岩水开采量也与日俱增。例如，1952～1964年O2灰岩水开采量为1.501m3/s，1965～1977年O2灰岩水开采量4.964m3/s，1978～1982年O2灰岩水开采量5.5m3/s，1983以来O2灰岩水开采量8.463m3/s。据不完全统计，历年来煤层底板突水达1000余次，最大煤层底板突水量达320m3/min。因此，煤层底板突水是造成地下水资源枯竭的另一因素。
2.地下水污染状况
焦作地区河流中，丹河、西石河、山门河和纸坊沟水质好，符合饮用水标准。翁涧河水化学类型
孔隙水污染主要表现在焦作市区以南孔隙水的径流和排泄区，该区岩性细，渗透性差，水位埋深浅，长期蒸发浓缩作用，水中的离子含量特别是Cl-、K++Na+升高，矿化度增加。更为严重的，该区农业采用矿井水及工业生活污水灌溉，致使孔隙水水质恶化。焦作市区南部东王褚至恩村一带及焦作市区东南部仇化庄至焦作市修武杨楼、大高村一带的孔隙水水质类型为
表3-19 孔隙水水质状况统计表
根据近几年的监测与研究，喀斯特水水质正在逐渐恶化，且恶化速度也愈来愈快。主要表现在离子Cl-增加，水质变咸，个别水井水已失去饮用价值。据前人研究，本区喀斯特水Cl-背景值为26.69mg/L，到1998年喀斯特水Cl-已达到40～75mg/L，最高为128.73mg/L，2000年至少有三口喀斯特水源井Cl-含量超过国家饮用水标准（≤250mg/L），最高达1191.22mg/L。焦作地区内某单位喀斯特水自备井1999年Cl-含量为141.1mg/L，2000年为517.61mg/L，2001年为1258.6mg/L，2002年4月上升至2135mg/L，是国家饮用水标准的8.54倍。喀斯特水Cl-超标的水源井虽然是个别的，但由于整个焦作地区的喀斯特地下水同属于一个喀斯特水系统，水质如按目前速度继续恶化，整个焦作矿区喀斯特水未来都有被严重污染的危险。造成喀斯特水Cl-污染的原因为：喀斯特水补给区地表污水的渗漏；孔隙水、矿井排水通过O2灰岩“天窗”污染喀斯特水；受污染的河水渗漏补给喀斯特水［21］。
三、地下水保护与利用对策
1.防治水污染，污水资源化
对于没有处理能力的厂、矿、企业，应交纳污水处理费，由城市有关部门统一处理。按照国家产业结构调整政策和淘汰落后生产工艺、技术和装备，重点进行冶金、化工、水泥、电力、采选等重污染行业的结构调整。污水可以被认为“待生资源”，对于污水治理，应本着谁排放谁治理的原则，企业自建小型污水处理厂，处理达标的水可重复利用，以节约水资源。焦作市是以能源、化工为主的重工业城市，污水排放量相当大，并已对地下水造成不同程度的污染，使可利用的水资源量减少。实行污染物排放总量控制制度，从严掌握建设项目的审批，执行限期治理制度，坚持实行“关、停、禁、改、转”的方针。
2.排供环保三位一体
武强教授认为，采用排供环保结合优化管理，不仅考虑了排水系统的疏降效果和安全运营，而且供水系统的供水需求和环境系统的质量保护也同样是优化模型设计的重要约束指标，同时还要充分利用矿井排水，以及将排出的矿井水经过一定水质处理后，全部或部分用来代替矿区正在运行中的不同目的的供水水源［27，9，26］。焦作矿区为了安全生产，大量疏排地下水，矿井排水量为6.2707m3/s，占总开采量10.8134m3/s的58%。而且矿井排水的利用率仅为31.47%。
排供环保三位一体的优化模型除涉及地下水水力技术方面的管理外，同时也牵涉经济评价和环境保护以及产业结构规划等的管理。排供环保三位一体，就是在保证环境质量和矿井安全的前提下，提供给矿井和其周围地区一定数量的水资源，可用于生活、工业和农业等方面的供水。排供环保三位一体结合模型，不仅实现了将保证环境质量的矿井排水和地面抽水用于供水目的，而且通过选择多种供水用户所产生的经济效益最大的目标函数和适当的约束条件，完成了利用一个模型，同时综合制订排水、供水、环保三位一体的具体水资源优化管理方案。该模型已应用于焦作矿区九里山矿［27］。
3.加强水利价费改革
按照国家发改委改革水价促进节约用水指导意见通知的要求，进行水价调整，否则浪费水的问题不可能根本解决。逐步提高工程水价（自来水价、水利工程供水水价），水资源费（资源水价），水污染处理费（环境水价）。以水为主要的生产原料和生产手段，应制定较高的水价。水利工程水价要逐步到位，水资源费要适时调整。按照不同的行业实行不同的基本水价和不同的阶梯式水价标准，生活用水应有最低保障数量。工业用水要参照国内外先进用水定额定出适应不同地区、不同行业、不同工业产品的用水定额，超定额用水要加价，并责令限期改造设备，降低用水定额。农业水资源费的征收将会使最有潜力的用水大户提高节水意识，促进井灌节水，以水养水［33］。利用经济杠杆调整用水需求，促进节水工作。调整水价和水资源费，这是节约用水最重要的手段。
4.节约用水
提高重复利用率，节约水源，逐步实现“零”排放。加快工业节水新技术、新工艺和废水资源化的开发研究以及城市节水设施的研究制造；制定行业节水规划和用水标准定额，不断降低耗水量和排水量，提高水的利用率；搞好废水综合利用，实现废水资源化是提高水资源重复利用率的重要措施；通过产品结构、产业结构、企业组织结构和工业布局的调整实现节约用水，达到水资源的供需平衡，也是水污染防治的重点。这是城镇工业节水应该考虑的几个重要方面。
大面积发展适合精耕细作特点的高效节水形式，重点发展喷灌。要因地制宜采用管灌、渠灌、滴灌、喷灌等多种节水措施。搞好地面水灌渠的综合节水措施，发展井渠双灌。推广秸秆还田、覆膜栽培、集雨保水等农艺节水措施。无论是旱作农业，还是灌溉农业都必须采用农艺节水措施，以提高水资源的利用率。农业节水的农艺措施、工程措施要和科学管理结合起来。
节约用水是一项长期的根本措施，关系到社会的可持续发展。以发展农业节水灌溉和工业节水为重点，采取行政、经济、法制、管理等多项措施，千方百计地提高水的利用率和效益。
四、矿井水的水质处理技术
煤矿巷道是煤炭开采的主要场所。巷道中污染物质主要包括废机油、废酸液、煤尘、岩屑颗粒和病源菌以及井下的人工废弃物、粪便等。如果一些老窑积水与巷道相连通时，矿井水易被酸化。如果矿井接受地表水的补给，它们可能还会受到各种农药液和工业废水的污染，工业废水大都含有有机磷、酚、醛等有毒物质。大量涌入巷道的地下水必然会受到这个采煤环境的不同程度的污染。
因此，矿井排水的综合利用必须首先解决水质问题，它是排供环保结合的一个很重要环节。解决这个问题既要在井下巷道的输水过程中，既要根据不同污染类型矿井水和综合利用的不同供水对象，在地面实施矿井水的水质预处理，以便为各供水用户提供符合其具体水质要求的矿井排水资源，又要注意清浊水分流，尽量减轻矿井水的污染程度。矿井水的实用性处理技术和方法主要有以下几类：
1.矿井浑浊水的净化处理
矿井水中所含杂质大致可以划分为3类，即悬浮物、胶体物和溶解物［5］。矿井浑浊水净化处理的主要去除对象则是悬浮物和胶体物两类，它们是造成矿井水浊度的主要因素。浑浊水的一般常用净化处理流程为：
（1）澄清：澄清是指去除引起水浑浊的悬浮物和胶体物等杂质的过程，一般可划分为3个骤步，即混凝、沉淀和过滤。
（2）消毒：矿井浑浊水经过混凝、沉淀和过滤作用之后，便可着手对其进行消毒处理（消毒处理也可在过滤之前进行）。
矿井浑浊水一般的净化处理流程，如图3-37为其流程示意图。对于某些特殊类型的矿井浑浊水或特殊要求的供水用户，可根据其具体情况分别予以灵活处理，不必完全照搬以上的全部净化处理流程。
图3-37 矿井浑浊水净化处理流程示意图
例如，如果矿井排水的浑浊度较低，又无藻类繁殖时，浑浊度经常在100度以下，投放混凝药剂后可不经过混凝和沉淀作用，直接采用一次性过滤处理，将过滤后的矿井水加氯气消毒，随之经泵站送入供水管网。
再如，如果矿井排水的浑浊度较高，既要设法达到预期的净化目的，又要节约混凝药剂的投放量。可以在混凝、沉淀前采用自然沉淀方法，将原高浑浊度的矿井水中的粒径较大的泥沙颗粒预先沉淀掉一部分，所用构筑物可以是预沉淀池，也可以是沉砂池。最后，再进行混凝，沉淀、过滤和消毒处理。
2.矿井高硬度水的软化处理
水的硬度主要是指溶解于其中的Ca2+、Mg2+离子含量，溶解于水中的Fe2+、Mn2+、Sr2+离子也是影响水硬度的一个因素。下面介绍3种常用的软化方法：
（1）微生物方法：该种方法包括硫酸盐还原菌去硫法和铁细菌去铁法。
（2）化学方法：化学软化处理包括石灰、石灰乳中和法和石灰、苏打软化法。
（3）物理方法：该种软化处理方法包括蒸馏法、电渗析法和冲淡法3种。
3.矿井酸性水的中和处理
在煤层或其顶、底板中常含有硫化矿物，它们在氧化条件下形成硫酸化合物。矿井水中一旦溶解了这些硫酸化合物，便导致其
矿区酸性水的形成，对于大多数具有较强破坏性的酸性水，是随着煤矿开采时间的延长而逐渐形成的。而有的酸性水是在煤矿开采之前，即在硫化矿床氧化带处就已经富集了酸性水。
酸性水的危害是十分严重的。在俄罗斯布利亚矿区勘探中，由于酸性水的腐蚀作用，在8h内钻杆直径减少1mm，套管局部被腐蚀，在强酸性水分布地段，经12昼夜，套管壁就被腐蚀穿孔。矿井与储集酸性水的老窑、老空区沟通，酸性水便可沿通道进入矿井，因而酸性水就会污染井下生产环境。
对于已经形成的酸性水和受其污染的矿井，应采用石灰石中和法或微生物法加以治理。对于酸性的老窑积水，应设立防水煤柱等工程，使其与矿井系统完全隔离；对于含硫矿层要设法消灭充水充氧的环境，使其封闭并失去形成酸性水的环境。消除酸性矿井水的污染，预防和治理应同步进行。
4.矿井高铁高锰水的处理
当日处理100m3高铁、高锰水时，滤池可采用钢制圆形双级压力滤池，将滤池分成上、下两室，上、下室均采用锰砂作滤料。为了达到充分曝气，尽可能驱散水中游离CO2，且提高pH值，可采用叶轮式表面曝气装置，曝气池可做成矩形，水在曝气池停留时间约为20分钟。表面曝气双级滤池过滤除铁、锰工艺是一项比较经济且效果良好的技术方法。
除铁方法主要有两种，其一是莲蓬头曝气、石英砂过滤除铁，或者用河砂、卵石、木炭卵石层过滤除铁，其二是用天然锰砂接触氧化除铁，该方法简单经济，效果良好，已被广泛推广利用，这些工艺都能达到预期除铁的目的，使水中铁的含量达到符合国家生活饮用水标准。
20世纪70年代末发展了一种两级过滤处理系统的处理方法，该方法经过曝气、两级过滤，一般水中铁、锰含量均可被控制在国家生活饮用水标准之下。可同时消除水中的铁、锰离子含量，其工艺过程是首先将水充分曝气，然后经第一级滤池除铁，再经第二级滤池除锰。在除锰技术方面，最初采用的是接触氧化法除锰工艺，效果也良好。
C. 能源矿山环境地质问题
西南地区共有能源矿山有6769个，占矿山总数的32.1%。其中云南1483个，四川1567个，贵州2395个，西藏8个，重庆1316个。
能源矿产主要指煤炭。分布在贵州西部地区，其次是渝西、滇东北、四川盆地、川东南和川西南攀枝花地区。重要的煤矿企业有水城煤矿、六枝煤矿、盘县煤矿、遵义煤矿、安顺煤矿、天府煤矿、永荣煤矿、松藻煤矿、南桐煤矿、中梁山煤矿、昭通煤矿、宣威煤矿、富源煤矿、小龙潭煤矿、一平浪煤矿、曲靖煤矿、广旺煤矿、芙蓉煤矿、宝顶煤矿等，其他小型煤矿企业星罗棋布。
能源矿山主要为井下开采，采空区范围较大，易造成地面塌陷、地裂缝等地质灾害，同时疏干地表水，造成用水困难。同时，在煤矿开采中有大量的煤矸石堆放，降水对其淋滤产生大量的硫酸等污染地下水和周围土壤，其中的硫因蒸发或煤矸石自燃后还会排放H2S，SO2，CO2等各种有害气体而严重污染大气。大量煤矸石占压土地，据初步统计，西南地区以能源矿山占压和破坏的土地面积最多，为121706.49hm2，占总占压面积的61.2%。煤矸石还易在暴雨季节造成滑坡、泥石流地质灾害。能源矿山矿坑突水亦比较严重。西南地区能源矿山环境地质问题比较突出的是重庆市和贵州省，其次是四川省和云南省，再次是西藏。重庆市发生的254次矿山地质灾害中能源矿山就有230次，占总灾数的90.6%，直接经济损失3.68亿元，占总损失的96.08%，死亡人数118人，占总死亡人口数的90.8%。重庆市各类矿山地质灾害中损失最大的亦是能源矿山的矿坑突水，仅2002年6月13日南桐煤矿发生矿坑突水直接经济损失达2亿元，占重庆市总损失的52.2%。
（一）能源矿山地质灾害
1.能源矿山地面塌陷、沉降、地裂缝地质灾害
能源矿山地面塌陷主要与采空区有关。国有煤矿山如重庆松藻南桐煤矿、贵州六盘水煤矿采深多数在150m以下，大面积的采空区地表发生沉降、拉张变形和塌陷严重，影响和破坏了地面建筑和道路设施，造成很大的经济损失和人员伤亡。
（1）重庆松藻南桐煤矿山地面塌陷
1）基本概况。据《重庆市矿山地质环境调查与评估报告》资料，松藻、南桐矿区共有塌陷坑30处，分布面积约2.5km2，主要分布于松藻、南桐矿区的采空范围内，发育于碳酸盐岩分布区。
塌陷在地表变形表现为塌陷坑、沉降和开裂3种形式。
区内塌陷坑的平面形态以椭圆形和似圆形为主，个别为长条形，规模3～200m2不等，剖面形态以下小上大的柱状和漏斗状为主，其柱面倾角（与围岩的接触面，含漏斗面）多在60°～80°之间，部分为40°～50°。塌陷深度数米至数十米不等，一般在十余米。如南桐矿区的水井湾煤厂塌陷，最大直径200m，最大塌陷深度30m，20余户村民被迫搬迁。塌陷区深部为砚石台煤矿采空区。
地面沉降是继塌陷区之后形成的，具有影响范围广、分布面积大的特点。沉降形态多数似锅状或碟状，下降幅度数厘米，沉降区内开裂、塌陷分布普遍，数量较多，典型的如重庆南桐化工厂，整个工厂大多位于沉降区内，其车间、办公楼、围墙、地面等开裂、塌陷随处可见，损失巨大。
地面开裂是塌陷和沉降的伴生产物，涉及范围更广、数量更多，其形状为直线形、弧形或封闭形，多分布在塌陷区范围，开裂长度3～130m，裂缝宽1.5～40cm，裂口面陡倾，倾角80°～90°，倾向一般指向塌陷中心。除前述的南桐化工厂外，区内的松藻矿务局打通煤矿第一矿渣场附近的裂缝带，亦属典型塌陷引起的地面开裂。
塌陷坑、沉降、裂缝这3种矿山地质灾害具有密切的内在联系，表现为塌陷坑、裂缝发生在沉降区内，而裂缝又是围绕着沉降中心或塌陷坑呈弧形展布，塌陷坑则位于沉降区的中心。
2）危害性。重庆市煤矿塌陷区主要涉及万盛区、綦江县、南川市3个区（县），受灾居民23147户，60268人，住宅面积1368139m2；沉陷影响学校32所，面积12411m2；影响医院10所，面积32652m2；毁坏道路149.13km；毁坏供水管道487.02km，水池、水库342座，泵房16座。
3）成因分析。①地下水疏干引起的地面塌陷。矿山可溶岩地区存在岩溶洞穴或溶蚀裂隙，地下水在疏干的过程中，水位不断降低，水动力条件逐渐改变，从而使地下水对上覆土体的浮托减小，水力坡度增加，水流速度加快，水的搬运侵蚀作用加强。疏干初期溶洞充填物在地下水的侵蚀、搬运作用下被带走，扩展了水流通道；随之其上覆土体在潜蚀、侵蚀作用下垮塌、流失而形成拱形崩落和隐伏土洞；土洞不断向上扩展，使上覆土体在自重压力超过洞体的极限抗压、抗剪强度时，地面则沉降、开裂并发展成为塌陷。②采空区破坏形成的地面塌陷。地下开采形成的采空区主要由保安柱支撑其上覆岩体的重量，如果保安柱设计合理，则整个保安柱系统和井巷是稳定的，如果设计尺寸偏小，或在某一长期承载过程中由于风化、地震及累进性破坏等必然性偶然因素的影响，使保安柱中的应力超过其极限承载能力，则该保安柱将首先破坏，并带动其他保安柱累进性遭到破坏，其结果必将导致整个预留矿柱系统的破坏，从而进一步塌落导致地表形成塌陷。
当采空区的保安柱系统累进破坏达到60%以上，采空区顶板即发生冒落。冒落形成的塌陷范围一般比采空区大，开采水平煤层形成的塌陷坑多和采空区相对称，即塌陷中心即为采空中心；而开采倾斜煤层时，塌陷坑向下山方向偏移，在垂直走向的断面上，塌陷与采空区的位置互不对称。这一特点应引起安全防范重视。
（2）贵州省六枝、盘县、水城煤矿山地面沉降
1）基本特征。能源矿山采空区地面沉降是贵州省西部煤炭资源分布区发生的较为普遍的一种矿山地质灾害。该区地面沉降55处，其中中型1处，占总数的1.82%，其余均为小型，占总数的98.18%。
2）危害及损失情况。根据对盘县、水城、六枝三大煤电集团下属19个煤矿采空区地面沉降破坏情况资料（表3-17）（徐文等，2006），19个煤矿的地面沉降共破坏耕地28.50km2、林地4.36km2，破坏各类公路418km，造成310多个村寨或城镇房屋子开裂，直接经济损失约5.78亿元。
3）矿山采空区地面沉降成因分析。矿山采空区地面沉降是在井下开采过程中，使矿层采空区周围岩体中原始应力平衡状态遭到破坏，在应力重新分布达到新的平衡状态过程中，矿层顶板发生了变形、下沉、垮塌、移动，这些变化波及地面，导致地面出现了地裂缝、地面沉降，并引起山体崩塌、滑坡、水源枯竭，严重地破坏了矿山的土地资源。
2.能源矿山滑坡地质灾害
能源矿山的滑坡常与煤矸石堆放不当有关，如重庆东林煤矿、贵州西部煤矿山，碎石、煤粉堆积高达200m，体积达100×104m3，长期日晒雨淋，含水量增高，重量增大，内聚力和内摩擦力减少，造成堆积体稳定性破坏形成滑坡。这类滑坡在黔西地区有30多个。另一部分滑坡与斜坡坡脚失稳有关，如四川南部叙永地区太平村等地小煤矿常形成此类滑坡。一般以中小型为主，大型较少。
表3-17 盘县、水城、六枝三大煤电集团煤矿山采煤沉降区面积统计
（1）重庆市南桐东林煤矿矸石山滑坡
1）基本概况。南桐矿业有限责任公司东林煤矿位于重庆市万盛区万东镇新华村胡家沟社区，中心地理坐标；东经106°54′，北纬28°58′，高程约310m，为市属国有煤矿。该矿建于1958年，1964年4月正式投产，现已成为西南地区最大的主焦煤矿山之一，其产品主要供应重庆钢铁集团公司。
矿山主要开采鱼东井田主干构造龙骨溪复式背斜北西翼的次级褶皱——甘家坪向斜轴至猫岩背斜之间的二叠系龙潭煤组（P2）的K1（6#）、K2（5#）、K3（4#）煤层，＋340～-100m标高范围内探明储量1782.2×104t，累计开采储量1427.5×104t，现保有储量354.7×104t。-100～-600m标高范围内尚有保有探明储量2818×104t。矿井开拓方式为竖井＋暗斜井，中央对角式通风，矿井设计生产能力为45×104t/a，2004年核定生产能力为30×104t/a。煤矿现有职工2363人，居民7124人（任幼蓉等，2006）。
矿井现开采水平在-36m标高处，采空区面积达1.86km2，矸石堆积于主井西南侧500m的东林矸石山，中心地理坐标：X＝3202950，Y＝36395920，矸石通过运输大巷、提升斜坡提运到矸石山。该矸石山堆积43年，占地面积近7×104m2，堆积高程400～330m，堆积最大高差达22m（照片3-1），堆积矸石总量为100×104t。
2）危害性。2004年6月5日下午13时55分左右，东林煤矿矸石山发生滑坡，形成矸石流，见照片3-2和照片3-3，摧毁房屋14栋，造成15人死亡，3人受伤，6人失踪；2005年10月25日上午7时40分左右，东林煤矿矸石山再次发生垮塌，一名上学路过的小学女生被埋身亡。随着矸石的进一步堆放，矸石山可能再次滑坡或形成矸石流，再次威胁到附近17户58人的安全，且影响胡家沟至甘家坪公路的正常使用，地表水流经矸石山后形成污水，对下游农田、溪流造成严重污染。
照片3-1 重庆南桐东林煤矿矸石山
照片3-2 重庆南桐东林矸石山滑坡现场
照片3-3 重庆南桐东林矸石山滑坡泥土将山下的鱼塘填埋
3）成因分析。①自然因素。东林矸石山两次滑坡均是在连续降雨后产生的，因此降雨是滑坡形成的主要诱发因素。②人为因素。矸石堆放不合理，超过原设计堆放量，而且存在安全隐患后未得到及时治理。
（2）四川省叙永震东乡太平村煤矿滑坡地质灾害
四川省泸州市叙永县震东乡太平村有多个乡镇小煤矿在进行井下开采。因采空区顶板斜坡变形，于1999年7月16日下午4时发生滑坡（图3-4），滑坡体积53×104m3，4人死亡、3人受伤，7户村民房屋完全掩埋，6户遭破坏（李永贵等，2006）。该滑坡发生前地面有一定变形特征，该市地质环境监测站调查中发现了危险，向该村村民进行了宣传和抗灾动员，并加强了监测。因此，滑坡发生前大多数人都采取了避让的办法，减少了伤亡损失。
图3-4 四川叙永县震东乡太村矿山7.16滑坡剖面图
（据李永贵，2006）
1—泥岩；2—黄铁矿泥岩；3—砂质泥岩；4—泥质粉砂岩；5—粉砂岩；6—石灰岩；7—鲕状灰岩；8—生物灰岩；9—滑坡堆积物；10—下三叠统飞仙关组二段；11—下三叠统飞仙关组一段；12—上二叠统长兴组；13—上二叠统乐平组；14—下二叠统茅口组；15—上煤层代号；16—下煤层代号；17—原地面线；18—滑坡滑动后地面线；19—滑坡滑动推测线
3.能源矿山泥石流地质灾害
能源矿山泥石流的形成常与煤矸石的大量堆放有关，加之地形地貌条件和暴雨，形成泥石流地质灾害。重庆、四川、贵州时有发生。成都市天宫庙煤矿区泥石流灾害较突出：
（1）泥石流危害
1998年9月17日凌晨3时左右，由于普降暴雨，位于大邑县以西20km的天宫庙镇煤矿区阳沟、肖沟、小龙溪、栗子坪等矿段暴发了泥石流，导致公路、桥梁被毁，交通、供电中断，十多间房屋冲毁，矿区大量机电设备等物资失踪，矿井被淹停产等，仅邖江煤矿直接经济损失就达100万元以上；另外，泥石流导致附近居住的农民3人失踪，1人死亡，十多间房屋不同程度毁坏，大量牲畜失踪等，各溪沟泥石流损失的情况详见表3-18。
（2）形成条件
泥石流的形成除与暴雨有关外，还与该地的地形、地貌及固体物源密切相关。
1）地形地貌条件。阳沟位于天宫庙镇西，为常年流水沟谷，阳天矿段河谷宽20m，至沟源方向，河谷渐窄至数米，沟源高程1580m、沟口高程760m，阳沟总长约6km，河床纵坡降136.7%；在中岗（阳沟矿）附近发育一支沟，沟长1.35km，沟床纵坡降214.8%，造成人员伤亡主要在该沟谷段。中岗段沟床纵坡降6.77%。中岗至沟源段为该泥石流形成区，中岗—近河口公路桥段为流通区，沟谷突然变宽，流水变缓，泥石流携带巨石在此处沉积，形成堆积区，砾石具一定程度的定向排列，堆积物以灰色岩屑砂岩、角砾岩为主，粒径一般大于30cm，大者可达1.2m，堆积物宽30余m，长约150m，厚4～5m，似长条形。河谷两侧谷坡植被良好，坡度35°～50°。阳沟有国营邖江煤矿阳大、阳沟矿及地方联矿，另有众多小煤窑分布此地。
表3-18 成都市天宫庙煤矿泥石流造成的灾害情况
肖沟位于天宫庙镇西北约3km处，沟长约1.5km，沟口高程870m，沟源至沟口总落差430m，沟床纵坡降28.67%，七星矿位于肖沟，沟口附近分布许多建筑物，公路从沟口通过，其下修有一宽3.8m、高4.0m的涵洞，为常年流水沟，附近谷坡植被良好，坡度35°～40°。
小龙溪位于天宫庙镇西北约1.5km处，沟总长约3km，沟口高程790m，沟源至沟口总落差430m，沟床纵坡降14.33%，沟谷狭窄，河口附近变宽。山坡植被好，坡度40°～50°。
栗子坪矿泥石流沟为一冲沟，主沟长100余m，沟深1.5m左右，沟宽1.0m左右，沟源处有2条岔沟，时有流水，沟床坡度12°，沟源、沟侧堆积大量小煤窑煤矸石。沟口、沟侧建筑物密布，沟水从沟口公路涵洞通过。
2）固体物源。泥石流所处地层主要是三叠系须家河组，由灰色岩屑砂岩及砂质泥页岩互层，夹煤层。岩层软硬相间，位于背斜核部，伴生断裂发育，尽管沟谷谷坡植被良好，但谷坡表层崩、坡积物分布普遍，导致沟口泥石流堆积物有岩屑砂岩显现；另外近十多年来，地方乡镇企业迅猛发展，天宫庙煤矿区除分布有地方煤矿外，尚有许多小煤窑乱采滥挖，煤矸石随意堆放，为泥石流的发生提供了重要物源。栗子坪矿泥石流固体物质绝大部分为煤矸石，阳沟左岸谷坡有2处冲沟形成的小型泥石流，其物源主要也为煤矸石。在该沟中部，地方联矿对面721煤矿，煤矸石堆积方量在2500m3左右，因岸坡脚被淘蚀，煤矸石堆积及坡积物顺坡下滑形成泥石流。
综上所述，泥石流的形成与自然因素有关，也与人为因素（采矿废渣乱堆放）密切相关。
4.能源矿山崩塌地质灾害
西南地区能源矿山崩塌地质灾害突发性强，不易防范，危害性大。一般在不利的地质环境采矿易造成崩塌地质灾害。主要分布在重庆西部、四川南部、贵州西部地区。
（1）贵州西部煤矿山崩塌地质灾害
贵州西部产煤区，地形切割强烈，相对高差一般300～500m，河谷沿岸切割可达700～1000m，特别是有些峡谷地段，岩壁陡立，使崩塌的形成具备了有利条件。而这种陡峻的山坡一般是坡体中、上部为硬质岩层，中、下部为软质岩层，煤一般产于下部的软质岩中，采矿进一步破坏了山体的稳定性，上覆岩体失去支撑，沿自身垂直方向产生卸荷掉块形成崩塌。
1）贵州纳雍县鬃岭镇左家营村崩塌。2004年12月3日发生的特大型崩塌地质灾害，38人死亡，失踪6人，13人受伤。崩塌点位于岩脚组后山陡崖上，坐标为东经105°14′09″，北纬26°42′50″，高程2120m。崩塌发生后，调查发现崩塌点一带陡崖上仍有3处明显危岩体，总规模3万余m3，可能产生再次崩塌。坡脚堆积体在强降雨或陡崖上方再次发生崩塌等冲击因素作用下，易发生滑坡泥石流灾害，将直接威胁其下部岩脚组54户280人、新房子组部分村民59户200人及孙晓煤矿、左家营煤矿人员的生命财产安全。
2）2001年7月17日21时20分左右，贵州习水县仙源镇福硐村万金二矿发生山体崩塌，崩塌体约5000m3，造成2人死亡，8人失踪，2人受伤，毁房2栋。该崩塌的形成是在岩体处于不稳定的自然状态下，由于采煤活动诱发。崩塌体位于河谷冲刷形成的陡岸地段，高40余m，下部为泥页岩构成的软弱基座（产煤），其上岩石节理裂隙发育，岩石被分割成块体状，地下水沿裂隙的活动，加强了溶蚀风化，采煤放炮活动及运煤重车的震动，导致岩体失稳崩塌。
3）2001年5月29日15时20分，贵州兴义市雄武乡木咱村3组和4组发生岩体崩塌。崩塌堆积体达90×104m3，淹埋6户7栋居民楼、2辆东风汽车，近13.33hm2农田被毁，10人死亡，2人重伤，3人轻伤。崩塌段陡崖高200余m，反向坡下台地1720～1780m高程内分布众多煤井，开采时间长，开采深度延伸1000余m，采空区较大，顶板已发生崩塌，采煤放炮破坏了岩体强度和完整性，导致陡崖软质基座不稳定，在重力及暴雨共同作用下陡崖发生崩塌。
（2）重庆市鸡冠岭煤矿山崩塌地质灾害
1）基本概况。鸡冠岭崩塌位于武隆县兴顺乡，乌江左岸陡斜坡地带。该区地貌属构造剥蚀低山地貌，地形为下陡上缓的折线形斜坡，下部斜坡坡角57°，上部为40°～85°。乌江横切构造及地层，形成深切“V”字形峡谷，相对高差约300m。该区出露地层为古生界二叠系，下部为龙潭组（P2l）深灰色页岩、颗粒砂岩、钙质页岩、灰色页岩夹薄煤层。上部为长兴组（P2c）深灰色、灰白色、青灰色灰岩，含燧石结核，局部含硅质层。岩层产状316°∠72°。该区构造强烈，地层褶曲很多。基岩裸露，植被较少，第四系残坡积层厚度小，分布零星。原乡镇企业兴隆煤矿位于斜坡中段。
鸡冠岭崩塌发生于1994年4月30日，体积约400×104m3，见照片3-4，大量崩石堆于斜坡上，少量入乌江形成乱石坝，造成了近10m高的水位落差，激浪高1～5m。7月4日暴雨后斜坡上的堆石又大部发生塌滑，部分入江形成第2道乱石坝（任幼蓉等，2006）。
2）成因分析。该崩塌主要是由于原乡镇企业兴隆煤矿在地质条件复杂的鸡冠岭背斜上盲目采煤引起的，降雨也是诱发因素之一。
5.能源矿山矿坑突水地质灾害
照片3-4 重庆鸡冠岭崩塌全貌
西南地区矿坑突水121次，主要发生在能源矿山。由于矿体位于地下水位以下，在掘进或开采过程中掘穿隔水顶底板，或打通原采矿积水老硐，或位于河流附近，受断层带影响及支护不力导致顶板隔水层变形、冒落而引起河流漏水等原因造成。矿坑突水的主要危害是淹井，影响矿区生产、威胁井下人员安全，有些场合还会造成地表河流断流。区内能源矿山矿坑突水地质灾害比较突出。
（1）重庆市煤矿山矿坑突水地质灾害
2003年9月10日8时30分，重庆市秀山土家族苗族自治县涌洞乡川河煤矿四门二井＋960m水平下山南大巷掘进工作面320m处，发生一起特大矿坑突水事故，18人死亡，直接经济损失85.6万元。
2004年6月13日，南桐矿务局南桐矿发生穿水事故，井下进水近500×104m3，南桐矿、鱼田堡矿、东林矿相继被淹，死亡3人，直接损失近2亿元，2万职工拿基本生活费，4万家属拿社会救济金，设计生产能力60×104t/a的鱼田堡矿至2006年2月还被淹没，无法恢复生产。
（2）贵州能源矿山矿坑突水地质灾害
2004年9月到2005年1月，在4个多月时间里，贵州省连续发生3次大的矿坑突水事故：2004年9月5日，赫章县妈姑镇六合煤矿发生矿山突水事故，死亡10人；2004年12月12日，思南县许家坝镇天池煤矿发生特大矿山突水事故，死亡36人；2005年1月16日，德江县联兴煤矿发生矿山突水事故，死亡7人。这些矿山地质灾害都与不合理开采有关。
（二）能源矿山环境污染
西南地区能源矿山的污染主要表现在水污染和空气污染。
1.能源矿山水污染
水污染以煤矿水和矸子山的淋滤水污染尤为突出。废水中的污染物主要有悬浮物、石油类、硫化物、氧化物、挥发分、六价铬、砷、铅、汞、镉等。较严重的矿山有重庆南桐煤矿、攀枝花煤矿、川南芙蓉煤矿等。
（1）重庆煤矿水污染问题
重庆市南桐矿务局电厂和南川南平煤矿焦化厂污染相当严重，该区12条河流有11条遭到污染，污染的河水在补给地下水时，又重复性污染地下水。据地下水监测资料，南桐片区岩溶水监测点的超标项目达8个之多。其中总硬度超标66.7%，总矿化度超标33.3%，总铁超标100%，氟超标66.7%，锰超标100%，硫酸盐超标66.7%，细菌总数超标100%，大肠菌群超标100%。
重庆市荣昌县五星洗煤厂的洗煤废水悬浮物浓度大，含大量岩粉、煤粉，尾矿未经处理直接排入濑溪河一级支流，严重污染濑溪河。致使高池村1000多人生活、生产用水受到污染，严重影响了当地村民的身体健康，肚大、肝癌等发病率远高于其他地方。
（2）攀枝花煤业集团公司煤矿山水污染
攀枝花煤业集团公司包括大宝鼎、小宝鼎、太平及花山煤矿以及精煤厂（洗煤厂），形成分布于金沙江两岸的采煤、洗煤一条龙联合企业。矿山采出的煤通过缆车送到洗煤厂，洗煤厂洗好的煤通过火车运至攀钢焦煤厂，废渣又通过缆车输运至南岸矿区的矸石堆。江边有污水处理厂。该集团公司4个煤矿年产矿坑水2238.07×104m3，年处理量为2185.88×104m3，年循环使用量为1945.78×104m3，循环利用率达86.9%。该精煤厂（洗煤厂）是国家环保先进企业，循环水（闭路）达一级，厂内未见任何生产废水排出。但采矿区仍见黑乎乎的废水流入金沙江，经取样分析水质为SO4·HCO3Mg·Ca型，除固体悬浮物质太多外，可溶性固体总量也达1077.5g/L，排放废水严重超标，这些废水与矿坑排水，特别是小型个体矿山排水密切相关。另外，摩梭河水在流经太平和花山矿区之后，其水中的NO2、总硬度、可溶性总固体、耗氧量、Mn等化学组分均由以前的未超标而变成超标，含量增加0.75倍至111倍。
（3）四川芙蓉煤矿区水污染
芙蓉煤矿区年产矿坑水约1500×104t，其中4家国有矿山年产矿坑水922.57×104t，小型民营矿山年产矿坑水577.43×104t。国营矿山年治理矿坑水554×104t，占年产矿坑水的60%。民营矿山年利用矿坑水约9.3×104t，占年产矿坑水的1.7%。
经四川地质环境监测总站实地调查及采水样分析表明，国有矿山中芙蓉煤矿、白皎煤矿、杉木树煤矿3家矿山虽有矿坑水循环利用处理系统，但因未全部处理，加之周边有未经处理排放的众多小型民营矿山，水中的硫酸根（SO2-4）含量仍超过了最大允许排放标准600mg/L；芙蓉矿务局红卫煤矿因矿坑水为地下水，经部分处理后达到排放标准，可作为农灌利用。其余小型民营矿山均为未处理排放，故大多数水质的硫酸根（SO2-4）均超过了最大允许排放标准600mg/L，水中的钙离子（Ca2＋）含量也超过了最大允许排放标准200mg/L，更有甚者如高县芙蓉山和大湾煤矿所排矿坑水中不但硫酸根（SO2-4）、钙离子（Ca2＋）含量超过最大允许排放标准，而且水中镁离子（Mg2＋）含量也超过了最大允许排放标准，并形成酸性水，pH值在3.6～5.2之间，总硬度达223.1～393.1mg/L（以CaCO3计），对地表水造成严重污染（照片3-5）（李永贵等，2004）。
照片3-5 四川芙蓉煤矿不规范的矸石废水排放现场
（4）贵州西部高硫煤矿山水污染
贵州西部织金县高硫煤层矿山广泛分布有含硫酸亚铁和硫酸的水，当地群众称这种水叫“锈水”。流经织金县城的织金河已被“锈水”污染，全县水田中“锈水”田面积占10.5%，占低产水田面积的42.7%。随着民营煤矿的发展，锈水污染面积还在扩大，许多良田大幅度减产，甚至颗粒不收。当稻田酸度大，pH值小于4.5时，稻苗就出现病态，pH值小于3.5时稻苗就会死亡。织金县凤凰片区煤矿山排水酸度最低时pH值小于2.5，受其污染有长达数千米的河流pH值小于4.5（王慧，2004），引用此河水灌溉的农田深受危害。“锈水”中还含重金属可进入食物链，危害人体健康。
2.能源矿山空气污染
能源矿山的空气污染亦相当突出，已造成氟中毒、砷中毒，伤害人体健康。
空气污染较严重的地方主要在贵州西部，如盘江煤电集团老屋基矿、水矿集团汪家寨矿6座煤矸石山都产生过自燃，自燃时间长达10年之久，产生了大量的SO2，H2S，CO2和F等有毒有害气体；六盘水市数以千计的煤炭炼焦厂，产生了大量有毒有害气体，造成空气严重污染。
贵州西南部煤层含砷和氟，矿山开采出来的煤经燃烧，砷和氟进入空气，污染环境造成人体砷中毒和氟中毒，形势相当严峻。据贵州疾控中心资料，贵州有1000万氟斑牙患者，64万氟骨病人；以县为单位，氟中毒的人口1900万，约占贵州人口的一半。据贵阳地化所调查，煤炭中的氟含量为598mg/kg，土壤中的氟含量为903mg/kg，用煤炭烤过的玉米、辣椒等农作物含氟量超过国家标准几十倍甚至数百倍，氟污染相当严重。
空气中砷可以通过皮肤、呼吸道、消化道进入人体。贵州织金县交乐乡小煤窑采的煤含砷量相当高，因敞炉方式取暖、烘干粮食，造成人体中毒。自1976年以来，确诊慢性砷中毒患者至少有3000例。
氟中毒和砷中毒不仅仅是个医疗问题，也是个经济社会问题。2006年中央拨专款2400万元和12万元炉灶给贵州用于治疗地方病。
2003年12月23日，重庆市开县的一口天然气矿井发生井喷，大量硫化氢气体污染几十平方千米，数十人死亡，直接经济损失在亿元以上。
（三）能源矿山对土地资源的占压破坏
西南地区以能源矿山占压和破坏土地面积最多，为121706.49hm2，占各类矿山总占压面积的61.2%。其中又以四川能源矿山占压土地面积最大，为68251.00hm2，占西南地区能源矿山总占压面积的56.1%。其次是贵州占压面积28606hm2，云南15908.66hm2，重庆7697.7hm2，西藏1245.13hm2。
西南地区能源矿山主要分布于四川盆地及盆周山地、黔西、渝西、滇东北地区，主要为煤矿山，以井下开采为主，采场占地面积相对较小，但固体废弃物及地面塌陷区占地面积较大。
四川攀枝花宝鼎煤矿，包括大宝鼎、小宝鼎、太平及花山4个国有大、中型煤矿山和数十个民营矿山，占地面积达80km2。
贵州省煤炭资源丰富，从20世纪60年代起就大规模开采，到现在排放的煤矸石已堆积如山，目前仅六盘水市境内的六枝特区、钟山区、水城县、盘县特区堆成的大型煤矸石山就有30余座，堆放高度达80余m，最高的达200余m，现在煤矸石堆积量已达9500×104t，占地面积233.31余hm2，如盘江煤电集团所属的大型煤矸石山就有7座，占地面积66.66余hm2，水矿集团所属大型煤矸石山9座，占地面积已达171.72hm2，根据生产矿井排矸量为煤的20%，洗煤排矸量为原煤的25%，按这一排矸系数计算，加上随着生产能力的提高，可以预测区内的煤矸石占地面积将不断增加。因煤矸石结构松散，稳定性差，遇持续强降雨时，还易产生滑坡、泥石流地质灾害。
重庆市中梁山煤矿从1959年投产至今已47年，占地面积达10×104m2。其中位于矿区南部华岩镇石堰村三社的煤矸石山，占地面积为4.6×104m2；位于矿区北部华岩镇共和村六社的煤矸石山，占地面积约5.4×104m2（照片3-6），影响了农业经济的发展。
照片3-6 重庆中梁山煤电有限公司北煤矸石山
D. 煤矿为什么会有地下水处理
一、 概述
煤炭在我国能源结构中占70％以上，煤炭开采过程中排放大量废水，若不经处理直接排放，势必对环境造成严重污染，同时造成水资源的大量浪费，无法实现循环经济的目标。据统计我国40％的矿区严重缺水，已制约了煤炭生产的发展。西北矿区多处于山区，水资源更为缺乏，地表水又多为间歇性河流，枯洪水季节流量相当悬殊，常年流量稀释能力差，排入河流的污水造成严重污染。因此，开发、管理、利用好煤矿水资源，对煤炭工业可持续发展具有重要意义。
1、煤废水污染严重
据包括10多位院士在内的专家学者鉴定通过的一项课题研究表明，山西每年挖5亿吨煤，使12亿立方米的水资源受到破坏。这相当于山西省整个引黄河水入晋工程的总引水量。专家呼吁，应当从技术、人才、资金投入和经营机制等多方面解决这一世纪难题，帮助山西省等煤炭主产区摆脱“产煤致旱、因煤致渴”的困扰。
这项关于山西省煤炭产业可持续发展的研究表明，山西省采煤造成严重的水资源破坏，加剧了水资源短缺问题。这项课题研究表明，山西每挖1吨煤损耗2.48吨的水资源。每年挖5亿吨煤，使12亿立方米的水资源受到破坏。这相当于山西省整个引黄工程的总引水量。因此，这对于山西这个人均水资源量仅占全国平均水平不到五分之一的地区来说是个非常严重的问题。
目前，由于煤炭开采对地下水系破坏非常严重。据统计，山西采煤对水资源的破坏面积已达20352平方公里，占全省总面积的13％。山西省大部分农村人畜吃水靠煤系裂隙水，而煤矿开采恰好破坏了该层段的含水层。据统计，全省由于采煤排水引起矿区水位下降，导致泉水流量下降或断流，使近600万人及几十万头大牲畜饮水严重困难。
2、煤炭采掘业废水治理技术问题
99%的采煤项目废水没有进行治理，从主观上应该说是环保监管不力。从客观上说是我们环保部门对采煤项目废水治理技术持谨慎态度。采煤废水治理技术多如牛毛，那种技术最适用、工艺最成熟、操作管理最方便、投资最省、运行费用最低，一直是我们环保部门在寻求的。由于采煤废水复杂多变，在同一矿井废水中，同时含有铁、锰等重金属，硫、氟、氯等非金属及有机污染物和悬浮物，有的矿井废水呈弱酸性（如织金县珠藏、凤凰山等），再就是即使是同一矿井，所采层不同，废水性质也不同，甚至是差别很大。这就给煤矿废水治理技术的选用带来很大的困难。通常情况是某一技术只能有效处理某一污染物，不可能把所有超标的污染物都处理好。一个煤矿不可能投入很多资金对污染物进行单项处理，这就是采煤废水治理在技术上的难点。有的业主自行修了一两个池子，把矿井废水往池子一放，就是对废水进行处理了。事实上不是这样简单，可能连悬浮物也处理不了，金属和非金属就更不可能处理了。
3、煤矿废水处理要求
1.1煤矿废水包括矿井涌水、煤场和矸石场淋溶废水等。在进行处理前，应先委托地区环境监测站进行监测，以监测资料作为废水处理工程设计的依据。DFMC煤矿废水治理技术和成套设备是目前经实践证明的实用技术，50万吨以下、小时涌水量50m3以下的煤矿可采用此技术和设备。对于酸性煤矿废水还需新增设备和药剂。煤矿废水经处理达标后尽可能循环使用，循环使用率不低于50％，经处理后排放的废水列为总量控制指标进行考核。
1.2新建煤矿必须执行“三同时”规定，试产三个月必须申请地区环保局验收，验收达标的发给排污许可证，不达标的停产治理。
1.3原有煤矿分期分批进行治理，2005年50%左右的原有煤矿治理完工并通过达标验收。列入家2005年治理计划的煤矿不治理的，依法予以处罚；治理不达标的，停产治理。治理计划由各县市环保局商煤炭局提出，报地区环保局综合平衡后以治理计划下达执行。
表1 某A煤矿废水处理监测结果 单位：mg/l
指标 排放
标准 处理前
浓度 超标倍数（倍） 处理后
浓度 比排放标准低（%） 悬浮物 70 258 2.7 11.5 83.6 铁 1 2.58 1.6 0.68 32 硫化物 1 2.8 1.8 0.5 50 COD 100 281.9 1.8 7 93 锰 2 0.13 未超标 0.1 —
表2某B煤矿废水处理监测结果单位：mg/ l
指标 排放
标准 处理前
浓度 超标 倍数 （倍） 处理后
浓度 比排放标准低（%） 悬浮物 70 318 3.5 4.5 93.6 铁 1 2.28 1.3 0.74 26 硫化物 1 3.21 2.2 0.5 50 COD 100 228.4 1.3 18.8 81.2 锰 2 0.37 未超标 0.18 — 1.4、煤矿废水中铁含量高，如浓度大于100mg/l，其处理设备投资和运行费用将要增加。因为铁含量过高，要达到1mg/l的排放标准，一级除铁是不行的，必须三至四级除铁。
1.5、酸度高的煤矿废水应使达标（6～9）。
1.6、煤矿要对煤场、矸石场进行硬化处理，建导流沟，把因大气降水产生的这一部分淋溶水引入废水处理系统进行处理。
1.7、 预防事故和自然因素引起的非正常排放
为预防因降暴雨致使废水次理池溢流，工程设计必须考虑废水处理池有足够的容积。为防止事故性排放，必须建事故调节池。四、煤矿生活废水处理要求洗煤厂和煤矿生活废水处理采用深圳开发研制的微型生活废水处理装置进行处理。生活废水经处理达标后可排放。五、煤矿废水治理技术选用
实践证明是可行的 DFMC煤矿废水治理技术和成套设备可选用。未经试点的技术只能试点，不能推广。经试点并由A地区环境监测站监测、提出监测报告，从治理效果、投资、运行费用等全面评价后由地区环保局决定是否推广。
二、废水主要处理技术
我国煤矿矿井水处理技术起始于上世纪70年代末，大多污水治理工作都只停留在为排放而治理。然而回用才是当今污水治理发展的必然趋势，将防治污染和回用结合起来，既可缓解水源供需矛盾，又可减轻地表水体受到污染。现国内使用的处理技术主要有：沉淀、混凝沉淀、混凝沉淀过滤等。处理后直接排放的矿井水，通常采用沉淀或混凝沉淀处理技术；处理后作为生产用水或其它用水的，通常采用混凝沉淀过滤处理技术；处理后作为生活用水，过滤后必须再经过除酚等对人体有害物质及消毒处理；有些含悬浮物的矿井水含盐量较高 ，处理后作为生活饮用水还必须在净化后再经过淡化处理。三、矿井水处理回用的条件
1、矿井废水的产生及特点
煤矿矿井废水包括：煤炭开采过程中地下地质性涌渗水到巷道为安全生产而排出的自然地下水，井下采煤生产过程中洒水、降尘、灭火灌浆、消防及液压设备产生的含煤尘废水。因此，它既具有地下水特征，但又受到人为污染。矿井废水的特性取决于成煤的地质环境和煤系低层的矿物化学成分，其中井田水文地质条件及充水因素对于矿井开采过程矿井废水的水质、水量有决定性的影响。因此，对矿井废水处理要考虑开采过程中水质、水量的变化。某矿区M煤矿矿井废水水质取矿井正常排水时井口水样，结果见表1。
M煤矿矿井废水污染物监测表
表1 单位：mg/L
序号 监测项目 日均值浓度范围 序号 监测项目 日均值浓度范围 1 肉眼可见物 微粒悬浮物 9 总氮 5.600～5.854 2 PH值 8.41～8.55 10 砷(ng/L) 3.4～5.2 3 CODcr 66.4～131.7 11 总磷 0.085～0.104 4 硫化物 1.09～1.67 12 粪大肠菌 260～393 5 悬浮物 360～500 13 铜 0.0207～0.0294 6 酚 0.006～0.051 14 铅 -- 7 BOD5 14.10～24.73 15 镉 -- 8 LAS 0.198～0.220 16 锌 0.0381～0.0407
通过网络调查和资料查找，收集了多年来某矿区有关矿井水和地下水的化验数据资料，以及环境监测站监测数据（表1）综合分析，该煤矿矿井废水含煤泥为主要悬浮物，有机物略有超标，粪大肠菌群超标，挥发酚超标。
2、矿井废水回用途径
煤矿矿井水处理后可作生产用水或生活用水，矿井生产用水主要是井下采掘设备液压用水、消防降尘洒水，生活用水主要是冲厕、洗浴水以及深度处理后用于饮用水。水质标准分别为：
a、防尘洒水《煤矿工业矿井设计规范》（GB50215－94）
SS≤150mg/L，粒径d<0.3mm；PH值为6～9；大肠菌群≤3个/L。
b、空压机、液压支柱用水水质SS≤10～200mg/L，粒径d <0.15mm；硬度（碳酸盐）2～7mg/L；pH值为6.5～9；浊度<20。
c、矿井洗浴水水质达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）的Ⅲ类水体标准。
d、中水水质达到《生活杂用水水质标准》（CJ/T 48-1999）。
5、生活饮用水达到《生活饮用水卫生标准》（GB5749-85）。
四、处理工艺
从上表可知，M煤矿矿井废水处理工程的设计处理能力为800～1000m3/d，处理后作为生产和生活用水，采用混凝反应、过滤、活性炭吸附及消毒工艺，流程见图1。
图1矿井废水处理工艺流程
矿井废水由井下排水泵提升至灌浆水池，部分用于黄泥灌浆，其余废水自流进入曝气池，气浮除油后进入斜板沉淀池进行初步沉淀，由提升泵提升进入混凝沉淀设备，同时加入混凝剂，经过斜管沉淀后，将絮状物沉淀到底部而被去除，清水从上部溢流出水自流进入砂滤罐，出水自流进入清水池，清水池前投加二氧化氯进行杀菌消毒。砂滤罐的反冲冼水自流进入污泥池，上清液自流进入曝气池，以提高矿井废水资源的利用率。出水若用作生活用水，则砂滤罐出水进入活性炭吸附装置处理后流入清水池用作生活用水。
五、主要处理单元
1、预沉池曝气
矿井废水中含有少量的有机物，通过曝气接触氧化去除废水中的有机物。另外，井下液压支柱等设备产生少量油类，通过气浮除油，使废水中油类达标。
2、混凝沉淀
煤矿矿井水主要污染物为悬浮物，处理悬浮物主要采用混凝沉淀法，用铝盐或铁盐做混凝剂，混凝剂混合方式采用管道混合器混合。混凝沉淀装置采用倒喇叭口作为反应区，水流在反应区中流速逐渐降低，使废水和混凝剂药液的反应在反应器中逐渐全部完成。完全反应的废水流出反应区后开始形成混凝状物质，经过布水区进入斜管填料，由于斜管填料采用PVC六角峰窝状填料，利用多层多格浅层沉淀，提高了沉淀效率。将絮状物沉淀到底部而被去除，清水从上部溢流排出。
3、砂滤净化
矿井废水经混凝沉淀后，水中还含有较小颗粒的悬浮物和胶体，利用砂滤设备将悬浮颗粒和胶体截留在滤料的表面和内部空隙中，它是混凝沉淀装置的后处理过程，同时也是活性炭吸附深度处理过程的预处理。砂滤罐为重力式无阀滤池，采用自动虹吸原理达到反冲洗，不需要人工单独管理，操作简便，管理和维护方便。砂滤罐通常采用不同等级的石英砂多层滤料。
4、活性炭吸附
该煤矿矿井废水主要含有挥发酚，酚类属于高毒物质，它可以通过皮肤、粘膜、口腔进入人体内，低浓度可使细胞蛋白变性，高浓度可使蛋白质沉淀。长期饮用被酚污染的水源，会引起蛋白质变性和凝固，引起头晕、出疹、贫血及各种神经症状，甚至中毒。处理中水用作生活饮用水，必须用活性炭吸附装置处理。活性炭的比表面积可达800～2000m2/g，具有很强的吸附能力。该装置采用连续式固定床吸附操作方式，活性炭吸附剂总厚度达3.5m，废水从上向下过滤，过滤速度在4～15m/h，接触时间一般不大于30～60min。随着运行时间的推移，活性炭吸附了大量的吸附质，达到饱和丧失吸附能力，活性炭需更换或再生。
5、消毒
废水中含有一定的病菌、大肠菌群，处理后回用于洗浴时，若不经过消毒，对人体皮肤伤害严重。所以矿井废水处理后作为生活用水必须经过消毒处理，本工艺采用二氧化氯消毒，现场用盐酸和氯酸钠反应产生二氧化氯，二氧化氯无毒、稳定、高效、杀菌能力是氯的5倍以上。
六、处理工艺特点
1、以上可知A煤矿矿井废水处理工程是根据矿井水水质特点确定工艺技术参数，采用一次提升到混凝沉淀装置，再自流进入后续各处理构筑物，出水水质稳定可靠，动力设备较少，能耗较低。
2、采用混凝沉淀装置与砂滤罐相结合的工艺技术，主要处理构筑物采用组合式钢结构，具有占地面积小、使用寿命长、工程投资省、工艺简单、操作管理方便、运行成本低等特点。砂滤罐设计采用重力式无阀滤池，反冲洗完全自动，操作管理方便。
3、该煤矿矿井废水处理系统实现了自动加药、自动反冲洗的全过程监控，包括电控系统、上位监控系统和仪表检测系统。仪表检测系统包括加药流量、处理流量 、水池液位和加药箱液位、进水和出水浊度等连续自动检测。
E. 岩溶水水质恶化的原因分析
影响岩溶水水质的因素也包括自然和人为两个方面。在鄂尔多斯大盆地西缘由于干旱气候条件较低的淋滤作用，以及古、新近纪地层中大量蒸发岩参与进入岩溶水的循环，使得这一带多数岩溶水的TDS达到2000mg/L以上；大面积黄土覆盖的吕梁山以西地区，岩溶大泉的易溶K++Na+含量是东部地区的10倍以上；在铜川—保德—石家庄—德州—线以南、河津—新乡以北有石膏沉积分布的中奥陶统含水层（尤其是吕梁山西侧中段的柳林泉域岩溶水系统、临汾的龙子祠泉域岩溶水系统等中奥陶世古膏盐湖沉积区）岩溶水的普遍偏高；岩溶水循环深度大（例如，晋祠泉、山东巨野-嘉祥系统、扶风-礼泉域岩溶水系统、中条山岩溶水系统）、埋藏深的滞流区水质也较差（表5-7），这些都是气候、水动力条件、地球化学背景等自然因素导致的岩溶水原生污染。本节重点讨论由于人类活动驱动岩溶水水质恶化的次生污染。
由于人类活动导致污染组分参与进地下水循环并引起岩溶水化学含量变化的次生污染，包括污染物的直接进入岩溶含水层的污染源型污染和由于岩溶水动力条件及补排关系改变而导致更多“坏水”进入岩溶水的“水文地质条件改变”型污染两种情况。
一、污染源型污染
工业三废、农业施肥、生活垃圾污染岩溶水的形式有通过碳酸盐岩裸露或覆盖区进入含水层的区域性面状污染、通过河流渗漏段进入的线状污染以及通过局部地段污染岩溶水的点状污染。
1.面状污染
面状污染在北方主要有雨水污染和农业施肥污染。北方岩溶区是重要的能源、煤化工基地。火力发电、煤化工以及焦化等燃煤工业及大量堆放的煤矸石自燃排放的各种废气被雨水溶解，随着雨水入渗进入岩溶含水层形成了岩溶水的污染。表6-7是1997年对柳林泉域内一些城市雨水的同期水质分析资料，其中中阳县作为焦化、冶炼最集中的南川河河谷地带，各种废弃不易扩散，雨水中、Ca2+含量分别达到了39.52mg/L和24.55mg/L，超出其他县城雨水中离子含量一倍以上。同样在娘子关泉域内的阳泉、平定和盂县煤炭工业活动区2003年雨水样高于周边其他地点数倍，而与1986年的雨样分析结果比较，pH值均变小（表6-8）。
表6-7 吕梁地区的降水水质简分析对比表 单位：mg/L
表6-8 阳泉市与其周边地区的降水量简分析对比表 单位：mg/L
农业施肥对岩溶水的污染在北方一些地区非常突出，以为代表的污染特别在岩溶地下水埋藏较浅的覆盖型地区最为严重（图5-27）。如山东的35个代表性岩溶水样品中，大于100mg/L的6个、40～100mg/L的16个、20～40mg/L的11个、低于20mg/L的仅2个。由于山东多数岩溶水系统内大面积分布岩溶水位浅埋的覆盖区，岩溶水与松散层间孔隙水存在各种形式的联系，一些地区可形成岩溶水对化肥的直接溶滤。从岩溶水系统结构模式方面，“向斜-盆地型”系统更容易形成的污染，19个“向斜-盆地型”系统样品的含量为39.31mg/L，而其他类型的76个样品的含量为25.72mg/L。
2.线状污染
河流是北方岩溶水重要补给源，也是接纳、传输各种污染物（包括生活污水、矿坑水、工业污水、煤矸石淋滤污水等）的重要载体。
2007年黄河流域废污水排放量为42.86亿t，其中城镇居民生活废污水排放量9.88亿t，第二产业废污水排放量30.24亿t，第三产业废污水排放量2.74亿t，分别占总量的23.0%、70.6%和6.4%。采用《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002），以河段为单元进行地表水评价，结果表明：黄河流域年均符合Ⅰ类、Ⅱ类水质标准的河长2174.0km，占总评价河长的16.1%；符合Ⅲ类水质标准的河长3708.5km，占总评价河长的27.5%；符合Ⅳ类水质标准的河长2127.1km，占评价总河长的15.8%；符合Ⅴ类水质标准的河长925.5km，占评价总河长的6.8%；劣Ⅴ类水质标准的河长4557.6km，占评价总河长的33.8%。地表污水对岩溶水补给形成线状污染。
根据山西省地表水的水质评价结果[按《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）]，全省受评河流符合Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类水质类型的河长为1829.7km，仅占总评价河长的32.8%，其中Ⅰ类水河长108.4km，仅占总评价河长的1.9%；超Ⅲ类水污染河长占67.2%，其中超Ⅴ类水河长为2554.6km，占总评价河长的45.8%。在选定的183处评价断面中，有121处水质超过Ⅲ类水标准，占评价断面的66%，其中80处为超Ⅴ类水，说明全省半数以上河流河段受到污染或严重污染。
地表水作为岩溶地下水重要的线状补给源，污染后的地表水成为岩溶地下水的污染源。
根据中国地质科学院岩溶地质研究所等单位2004年完成的“娘子关泉域第二次岩溶水地下水资源评价”研究报告，娘子关泉域岩溶水的河流多年平均渗漏量为1.73m3/s。表6-9是阳泉市环境保护局网上公布的《阳泉市2011年环境质量公报》中，有关娘子关泉岩溶水系统内主要河流断面地表水水质采用《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）对其进行评价的结果，除了桃河矿区以上的晓庄断面和有娘子关岩溶泉水混入的绵河娘子关断面能够达到Ⅲ类外，多数为Ⅴ类或劣Ⅴ类水质。主要污染项目有氨氮、化学需氧量、生化耗氧量、氟化物等，此外与地下水值相关的污染物还有悬浮物、总硬度、硫酸盐等。
表6-9 2011年地表水各监测断面水质状况表
续表
这些河水污染物不仅来自于煤矿排水，碎屑岩区的各城市生活污水（主要供水水源为娘子关泉水）以及其他工业污水都是重要来源。地表污水进入下游碳酸盐岩裸露区形成大量渗漏导致岩溶地下水的污染。图6-24是采用综合指数法对阳泉市2004年岩溶水污染程度（共30个样品，选用指标为：Cl-、、、HB、TDS、TFe、Pb2+、CN-、F-等9项）评价结果表明，重度污染（Pi=10～20）和严重污染（Pi＞20）的面积达到576km2和173km2，其分布范围集中在盂县-阳泉-平定-娘子关泉水的三角地带，这一带是桃河、温河、南川河集中渗漏地带。根据硫同位素分析结果，渗漏河段（温河、南川河、桃河）沿线岩溶钻孔地下水的δ34S值普遍与地表水相一致（表6-10）。例如，温河水的δ34S为-4.1‰，沿岸东村和上董寨岩溶地下水的δ34S均为-2.4‰；桃河水的δ34S为8.8‰，桃河河谷附近白羊墅、龙庄和程家岩溶地下水的δ34S值依次为8.5‰、9.4‰和10.8‰，这显示了河水与附近岩溶地下水联系密切。
图6-24 阳泉市岩溶地下水污染程度分区图
表6-10 娘子关泉域岩溶水、桃河、温河水硫同位素分析结果表
与此同时，河水中泥沙及粉煤灰沉积在渗漏河段，并吸附大量污染质，也成为岩溶水线状污染源。根据我们对娘子关泉域内桃河、温河、南川河、松溪河的河川淤积层与当地土壤层重金属含量分析对比，淤积层中微量元素含量是土壤中含量的数倍到数十倍（表6-11），这些物质与河水一起渗入岩溶含水层成为一种污染源。娘子关泉水的水化学成分中铜、铅都有所增加，无疑与河川沉积物污染有关。
表6-11 娘子关泉域河川淤泥与土壤的重金属含量对比表 单位：10-6
3.点状污染
碳酸盐岩裸露区（或渗漏段上游）地表水库污染、工业企业固体垃圾、生活垃圾都对岩溶地下水产生不同程度的污染。
由于岩溶水系统高度开放，造成严重污染的点污染事件也比较严重。例如，在娘子关泉域的平定张庄、锁簧一带，由于灰岩裸露区工业企业的废渣、废液就地入渗补给岩溶地下水，对岩溶地下水同样造成了局部污染，锁簧硫酸厂岩溶井水的总硬度和TDS分别为1180mg/L和1320mg/L，氨氮、亚硝酸根离子分别达到了63.4mg/L、0.31mg/L，分别是地下水饮用水水质Ⅴ类标准的127倍和3.1倍。河南焦作九里山泉域内平广厂、工学院和岗庄水源地的深井，1989年监测的Cl-的含量均小于20mg/L。至2001年工学院井已经超过250mg/L，2002年矿务局水文队井高达2135mg/L，到2003年又上升至2840mg/L，导致该井报废。其直接原因是鑫安碱渣尾矿库直接建在碳酸盐岩基岩上，库区底部和边坝均未做防渗处理，2001年后采用干法排灰，干法堆放后经天然降水的淋滤，污染物同样渗入地下，污染地下水（潘国营，2000；杨涛，2008）。徐州市七里河岩溶供水水源地，总供水量35万m3/d，2000年10月的监测资料表明，该市南郊水源地的岩溶水已受到了四氯化碳的污染。到2001年5月，水源地中53口水井中发现了四氯化碳，污染面积达17.5km2，井水中四氯化碳浓度最高达3909.2μg/L。经调查分析，污染源来自一农药厂废水入渗（韩宝平等，2004）。
与地表水一样，不少建在碳酸盐岩区的水库也不同程度受到污染，成为岩溶地下水点状污染源。三姑泉域内的任庄水库建在马家沟组顶部，为漏库，日均渗漏量达到5926.8m3。1987年对其检测评价为超Ⅴ类水，主要有总铁、锰、COD、氨氮、碘超标，同年在其西侧的巴公电厂岩溶地下水超标项中有HB、铁、锰、碘。娘子关泉域大石门水库坐落于南川河灰岩裸露地段，对岩溶地下水多年平均年补给量约为400万m3，2003年对水库水与水库坝下岩溶地下水水质进行了分析对比（图6-25），12项主要水化学组分含量（K+、Na+、Ca2+、Mg2+、TDS、HB、、、Cl-、F-、、）的相关系数高达0.994。在20世纪80年代的淮北高越一带，由于化肥厂污水排放导致该区岩溶水成为重度污染区，污染指数高达100。虽然点状污染主要发生在局部地区，但随着时间推移，污染晕将不断扩大，引起更大范围的地下水污染。
图6-25 大石门水库水与附近岩溶地下水常规离子相关图
点状污染危害比较大的是泉源区的污染，它缺少含水层对污染物的净化降解过程，因此是直接的混合污染。朔州神头泉、阳泉娘子关泉、长治辛安泉、灵丘水神堂泉、济南趵突泉、枣庄十里泉、安阳珍珠泉的氨氮、细菌污染，无疑是与当地居民生活活动有关。
二、岩溶水文地质条件改变引起的污染
泉水断流与区域水位下降将改变一些地区的岩溶水文地质条件。
在东部覆盖型岩溶区，天然条件下岩溶地下水向上顶托补给松散层孔隙地下水，由于区域水位下降使得上覆松散层孔隙地下水向下反越流补给岩溶水。在唐山开平向斜北翼，煤矿开采疏干使得岩溶地下水位降到地面以下253.42m（2000年末水位），在矿井突水后判断水源是否来自下伏奥陶系岩溶含水层的水化学标志之一是看其中硝酸盐含量大小，其原因是农业施肥及生活污染的上覆松散层孔隙地下水补给岩溶水后，使得岩溶水中硝酸盐含量增高。山东（如淄博辛店-南仇-大武水源地，枣庄丁庄水源地）很多地区岩溶水以及向斜盆地型岩溶水系统模式中硝酸根含量偏高的原因与此关系非常大。淮北市区开采前岩溶水水位一般高于孔隙水位1～2m，岩溶水顶托补给孔隙水，大量开采岩溶水后，岩溶水位降低，孔隙水进而越流补给岩溶水。开采致使地下水位急剧下降，开采中心水位已下降40m以上，地下水开采漏斗也迅速扩展，引发了一些不良环境地质问题，地下水质日益恶化，水中硬度和TDS呈逐年升高趋势（王式成，2001）。
黑龙洞泉的季节性干涸后，出现了釜阳河污水倒灌，使得岩溶水的含量由40mg/L增加到98mg/L，并出现铬、镉等中金属的污染问题。
一些地区发生岩溶塌陷后，塌坑成为污水进入岩溶含水层的通道（照片6-2）。
照片6-2 山东枣庄岩溶塌陷坑成为岩溶水污染通道
三、水动力条件改变对岩溶水的污染
在岩溶含水层内部，由于水动力条件以及地球化学背景等因素，一些地区水质在近距离内相差较大，地下水开采形成的降落漏斗可加大不同水质水体混合并造成地下水的污染。
山西柳林泉群，由分布在三川河南、北两岸的80多个泉点组成。虽然三川河宽不足300m，但大量水化学分析资料表明，南、北两岸的泉点水化学特征存在极大的差异性（表6-12），总体表现为“北咸南淡”的特征，且泉口向西约5km沙曲一带岩溶水TDS达11095mg/L。目前泉水流量已由20世纪80年代前的3.95m3/s下降到目前的1.07m3/s（2008年平均值），且自来水及柳林电厂在泉口附近（南岸一侧）打井开采岩溶水，随着水位下降、降落漏斗的扩展，必然会袭夺北岸“坏水”进入开采水源地从而改变岩溶水水质。
表6-12 三川河南、北岸柳林泉水水化学特征对比表 单位：mg/L
娘子关泉域内阳泉市区水源地，到2004年已形成开采型漏斗（图5-8），随着漏斗扩大至下游碳酸盐岩渗漏段后，受污染河水入渗补给岩溶地下水将进入降落漏斗从而引起水源地的污染（图6-26）。
在岩溶地下水埋藏滞流区打井开采引起“好水”、“坏水”混合的事例也值得深思。在柳林泉域岩溶水系统内的陕西府谷横沟为勘探煤田在黄河谷地内施工3眼井，其中最早一眼1979年完工，日出水量达到5329.5m3/d，30多年来一直自流不息，水的TDS却由成井时的12150mg/L逐渐降低，2001年为8988.2mg/L，2004年为8809.85mg/L，到本工作调查时为6830.375mg/L（2008年11月）。无独有偶，晋祠泉系统内，1977～1978年清徐县建成平泉和梁泉两处自流井群（照片5-3右），共14眼深井，最大自流量达1.03m3/s（到2006年全部断流），自流井群是造成晋祠泉断流的直接原因。1976年开采前该处的岩溶水TDS为1600mg/L，水温25℃；开采后到1981年TDS为1270mg/L，1986年降至1077mg/L，水温也随之分别降到23.8℃和21℃，2006年这些自流井全部断流，新鲜水无法抵达，于是水的TDS又开始升高，到2008年达到1317mg/L，水温也升至23.5℃。而黑龙洞泉系统煤矿排水造成东部岩溶水淡化也是典型实例（图5-22）。这种水质变好的实质是大量“好水”被袭夺，是改变水动力条件后造成岩溶水变相污染的现象。
图6-26 阳泉市水源地开采型漏斗引起岩溶地下水污染示意图